呼吸作用和光合作用的大题(教师)

基础课时案9ATP与细胞呼吸的概念、类型及过程

1. (2012·安徽理综，29)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。

注：

(1)会产生CO2和H2O的试管有______________，会产生酒精的试管有__________，根据试管__________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。

(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。

解析酵母菌为兼性厌氧生物，在有氧的条件下进行有氧呼吸，其场所是细胞质基质和线粒体；在无氧条件下进行无氧呼吸，其场所是细胞质基质。(1)分析表格，试管A中加入的是丙酮酸，在有O2条件下无法在细胞质基质中继续氧化分解。试管B中加入的是葡萄糖，无氧条件下，在细胞质基质中能继续氧化分解，产生CO2和酒精。在有氧条件下，线粒体能分解丙酮酸，所以C试管中有CO2和H2O产生，而D试管无。分析试管E、F，酵母菌在有氧条件下，能把C6H12O6彻底氧化分解产生CO2和H2O；在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生CO2和C2H5OH。从而可以判断，能产生CO2和H2O的试管有C、E，能产生酒精的试管有B、F。根据试管B、D、F的实验结果可判断酵母菌的无氧呼吸场所是细胞质基质。(2)根据题中的信息，DNP对[H]＋O2―→H2O过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，而不能形成ATP，由于[H]和氧结合形成水的过程发生在线粒体内膜上，因此DNP使分布在线粒体内膜上的酶无法合成A TP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解不受影响，但产生的ATP将会大大减少。

答案(1)C、E B、F B、D、F(2)线粒体内膜能

2．(2012·全国新课标，29)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。

(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________，再通过________为种子萌发提供能量。

(2)萌发过程中在________h之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为______mg。

(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为____mg/粒·d。

(4)若保持实验条件不变，120 h后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是________________。

解析本题主要考查玉米种子萌发过程中胚、胚乳的作用。(1)胚乳是玉米种子贮存营养的结构。在种子萌发过程中，胚乳中的淀粉最终被水解为葡萄糖，再通过呼吸作用氧化分解为生命活动供能。(2)呼吸速率越大，单位时间内种子干重减少越多，从图可知，72～96 h之间种子的呼吸速率最大。每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7＝26.5 (mg)。(3)胚乳干重减少量与萌发种子干重减少量差值最大时，胚乳营养转化为幼苗组成物质的速率最大。符合该特点的时间段为96～120 h，该时间段内，每粒胚乳干重减少量为118.1－91.1＝27 (mg)，其中呼吸消耗177.7－172.7＝5 (mg)，即胚乳中22 mg营养物质转化为幼苗的组成物质，转化速率为22 mg/粒·d。(4)如果继续保持黑暗条件玉米幼苗只能进行呼吸作用消耗有机物，不能进行光合作用合成有机物，故干重仍呈下降的趋势。

答案(1)葡萄糖细胞呼吸(或生物氧化)(2)72～96

26．5(3)22(4)下降幼苗细胞呼吸消耗有机物，且不能进行光合作用

3．(2014·海南卷)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题。

(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是__________，其产物是________。

(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是_________________。

(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。

解析(1)在12～24 h期间，O2的吸收速率很低且几乎不变，而CO2的释放速率在增大，说明在此期间呼吸作用的主要方式是无氧呼吸，其进行的场所是细胞质基质，种子萌发过程中无氧呼吸的产物是乙醇和CO2。(2)从第12 h至胚根长出期间，萌发的种子不进行光合作用制造有机物，只进行呼吸作用分解有机物，故萌发种子的干物质总量会减少。(3)胚根长出后O2的吸收速率迅速上升，说明萌发种子的有氧呼吸速率明显升高。

答案(1)无氧细胞质基质酒精和二氧化碳(2)减少种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降(3)有氧

4．下表是某运动员在运动时血液中乳酸浓度的变化情况。请回答下列问题。

________min时血液中乳酸浓度出现下降。

(2)该运动员在剧烈运动过程中，细胞内产生ATP的场所有________________。

(3)呼吸熵是指生物体在同一时间内，呼吸作用所释放的CO2和吸收O2的分子数之比。该运动员在剧烈运动时，若分解的有机物全是糖类，则图中可以正确反映呼吸熵随时间变化曲线的是________。

解析(1)从表中可以看出，15 min时运动员体内的乳酸含量明显增多，故此时运动员的无氧呼吸已经明显增强；在30 min时运动员体内的乳酸浓度出现下降。

(2)人在剧烈运动时，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，所以细胞内产生A TP的场所有细胞质基质和线粒体。(3)若人体细胞分解的有机物全部是糖类，则其在无氧呼吸过程中不产生CO2，而在有氧呼吸过程中产生的CO2与消耗的O2等量，故其呼吸熵始终为1，即图甲所示。答案(1)1530(2)细胞质基质、线粒体(3)图甲

5．经研究证实ATP是细胞的能量“通货”。请分析回答问题。

(1)人体细胞中的ATP主要来自_________(填生理过程名称)，其分子结构简式是________。研究发现，正常成年人安静状态下24 h有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是_________________。

(2)细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。

(3)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24 h，然后测量各组细胞内A TP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如下表所